Die Erfindung betrifft ein Axialkugelgelenk, insbesondere zur Verwendung an einem Lenkgetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Derartige Axialkugelgelenke sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden insbesondere an Fahrzeuglenkungen eingesetzt. Zweckmäßigerweise weisen Fahrzeuglenkungen eine Endbegrenzung auf, um deren maximale

Auslenkung festzulegen. Wird die Lenkung in den Bereich der Endbegrenzung gebracht, so führt die mechanische Begrenzung des Lenkungsausschlages zu einem harten Anschlagen der Lenkung im Endbereich. Zum Schutz des Lenkgetriebes vor mechanischer Beschädigung ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das der Spurstange zugeordnete Axialkugelgelenk mit einem Anschlagsdämpfer zu versehen.

Verwiesen sei in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2008 007 107 A1 , welche ein Axialkugelgelenk für ein Lenkgetriebe offenbart, umfassend ein einseitig offenes Gelenkgehäuse zur Aufnahme einer einem Gelenkzapfen zugeordneten

Gelenkkugel, wobei an dem Gelenkgehäuse ein Gehäusezapfen angeordnet ist und wobei auf der mit dem Gehäusezapfen versehenen Seite des Gelenkgehäuses eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist. Die Dämpfungseinrichtung wirkt dabei im Sinne eines Anschlagdämpfers, der auf dem Axialtopf des Axialkugelgelenks montiert ist, wobei sich dieser an der Schnittstelle zum Lenkgetriebe, zwischen Axialkugelgelenk und Zahnstange befindet.

Bei dem aus DE 10 2008 007 107 A1 bekannten Axialkugelgelenk ist die zum

Einsatz kommende Dämpfungseinrichtung als ringförmiger Wulst ausgebildet, wobei gemäß einer in der dortigen Figur 2 dargestellten Ausführungsform auf einen Absatz des Gelenkgehäuses eine der Dämpfungseinrichtung Stabilität verleihende

Metalleinlage aufgepresst ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Axialkugelgelenk gemäß der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welches im Hinblick auf die bestimmungsgemäße Verwendung am Lenkgetriebe dahingehend verbessert ist, dass neben einem Schutz vor mechanischer Beschädigung des Lenkgetriebes und einer möglichst exakten Begrenzung des Lenkausschlags eine hohe Haltbarkeit der Dämpfungseinrichtung erreicht wird. Das Axialkugelgelenk soll zudem wirtschaftlich herstellbar und für verschiedene Fahrzeugtypen einsetzbar sein.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Axialkugelgelenk gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die

Dämpfungseinrichtung ein elastisches Dämpfungselement aus Kunststoff mit einem metallischen Einsatz aufweist, wobei der metallische Einsatz vom Material des elastischen Dämpfungselements umspritzt ist.

Dabei wurde zunächst erkannt, dass eine wesentliche Funktion eines an einem Lenkgetriebe zum Einsatz kommenden Axialkugelgelenks darin besteht, das

Lenkgetriebe vor mechanischer Beschädigung zu schützen. Mechanische

Beschädigungen können insbesondere dadurch verursacht werden, dass im

Werkstattfall die Lenkung des aufgebockten Fahrzeugs über die Räder gegen den Lenkanschlag gestoßen wird. Es wurde erkannt, dass sich die dabei auftretenden Kräfte auf das Gehäuse des Lenkgetriebes vorteilhaft durch eine

Dämpfungseinrichtung auf ein unschädliches Maß reduzieren lassen, die auf der mit dem Gehäusezapfen versehenen Seite des Gelenkgehäuses angeordnet ist. Durch die damit verwirklichte Zuordnung und Integration der Dämpfungseinrichtung in die Baugruppe des Axialkugelgelenkes werden Beschädigungen auf konstruktiv einfache Weise vermieden. Zugleich wird die Dämpfungseinrichtung dazu genutzt, den Lenkausschlag zu begrenzen und den maximalen Zahnstangenhub zu definieren.

Darüber hinaus wurde erfindungsgemäß erkannt, dass die am Axialkugelgelenk zum Einsatz kommende Dämpfungseinrichtung in bestimmten Situationen hohen

Belastungen standhalten muss. Zur Erreichung einer hohen Belastbarkeit ist die Dämpfungseinrichtung erfindungsgemäß auf besondere Weise gestaltet, indem diese ein elastisches Dämpfungselement aus Kunststoff mit einem metallischen Einsatz aufweist, wobei der metallische Einsatz vom Material des elastischen

Dämpfungselements umspritzt ist. Der metallische Einsatz ist somit vom Material des elastischen Dämpfungselements eingebettet und somit weitestgehend geschützt vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Korrosion. Eine Umspritzung kann in diesem Zusammenhang als vollständige Umspritzung verstanden werden, wonach der metallische Einsatz vollständig vom Material des elastischen Dämpfungselements umgeben ist. Im Zusammenhang dieser Erfindung sei unter einer Umspritzung aber insbesondere auch eine teilweise Umspritzung zu verstehen, wonach der metallische Einsatz vom Material des elastischen Dämpfungselements zwar weitestgehend, jedoch nicht in sämtlichen Bereichen umgeben ist. Dabei sind verschiedene

Gestaltungen denkbar.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Axialkugelgelenks sind das

Dämpfungselement und der metallische Einsatz ringförmig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Eine solche Ausführung und Anordnung von

Dämpfungselement und metallischem Einsatz weist den Vorteil auf, dass sich die Dämpfungseinrichtung mit verhältnismäßig geringem Aufwand am Gehäusezapfen des Gelenkgehäuses montieren lässt, da es sich um ein im Wesentlichen

rotationssymmetrisches Bauteil handelt, das nicht ausgerichtet zu werden braucht.

Das elastische Dämpfungselement ist grundsätzlich aus einem für den genannten Einsatzzweck geeigneten Kunststoff hergestellt, vorteilhaft ist dieses aus

thermoplastischem Polyurethan gefertigt.

Durch die erfindungsgemäß beanspruchte Art der Fertigung der

Dämpfungseinrichtung, wonach der metallische Einsatz vom Material des elastischen Dämpfungselements umspritzt ist, lässt sich auf einfache Weise erreichen, dass die Dämpfungseinrichtung und der metallische Einsatz durch Formschluss miteinander verbunden sind. Diese Art der Verbindung zwischen elastischem Dämpfungselement und metallischem Einsatz sorgt bei relativ geringem Fertigungsaufwand für eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen metallischem Einsatz und elastischem

Dämpfungselement sowie für eine geringe Anfälligkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Axialkugelgelenks ist die Dämpfungseinrichtung bezogen auf eine Radialebene im Wesentlichen symmetrisch gestaltet. Durch eine symmetrische Anordnung bezogen auf die Radialebene lässt sich mit der Dämpfungseinrichtung verhältnismäßig viel der Anschlagsenergie absorbieren, da jeweils zu beiden Seiten der radial verlaufenden Symmetrieebene eine gleiche Menge an dämpfendem Material vorhanden ist.

Zur Erfüllung der Grundfunktion der Dämpfungseinrichtung, nämlich dem Schutz vor mechanischer Beschädigung, weist vorteilhaft das Dämpfungselement an axial entgegengesetzten Seiten jeweils eine axiale Anlagefläche auf. Im unverformten Zustand gerät bei Erreichen des Lenkanschlags einerseits das Gelenkgehäuse, andererseits das Gehäuse des Lenkgetriebes mit diesen axialen Anlageflächen des Dämpfungselements zur Anlage. Sobald beide axialen Anlageflächen am

Gelenkgehäuse bzw. am Lenkgetriebe anliegen, kann - bei weiterer Krafteinwirkung - eine Verformung des Dämpfungselements einsetzen, wodurch die

Anschlagsenergie absorbiert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Axialkugelgelenks ist im

Dämpfungselement wenigstens eine Aussparung vorgesehen, um ein

Funktionselement des metallischen Einsatzes freizugeben. Der metallische Einsatz ist in diesem Fall nur teilweise vom Material des elastischen Dämpfungselements umspritzt, nämlich in sämtlichen Bereichen, an denen keine Aussparung vorgesehen ist. Bei dem Funktionselement des metallischen Einsatzes kann es sich um grundsätzlich jede funktionale Einheit handeln, wobei die wenigstens eine

Aussparung dazu dient, dass dieses Funktionselement nicht vom Material des Dämpfungselements überdeckt ist. Verschiedene solcher Funktionselemente sind denkbar.

Vorteilhaft gibt die wenigstens eine Aussparung einen axialen Anschlag des metallischen Einsatzes frei, welcher die axiale Verformung der

Dämpfungseinrichtung begrenzt. Demnach ist an dem metallischen Einsatz zumindest ein axialer Anschlag ausgebildet, der durch die Aussparung freigegeben wird. Der axiale Anschlag ist somit nicht vom Material des Dämpfungselements verdeckt, so dass dieser - im verformten Zustand des elastischen

Dämpfungselements - unmittelbar am Gelenkgehäuse bzw. am

Lenkgetriebegehäuse anliegen kann und auf diese Weise den Endanschlag des Lenkausschlags exakt definiert. Da der Endanschlag somit ohne Zwischenschaltung von Kunststoff erreicht wird, lässt sich eine besonders exakte Vorgabe der

Endposition erzielen.

Bevorzugt sind an dem metallischen Einsatz mehrere, vorzugsweise sechs axiale Anschläge ausgebildet, die über den Umfang gleich voneinander beabstandet sind. Durch die Ausbildung mehrerer axialer Anschläge verteilen sich die Anschlagskräfte auf mehrere Bereiche, an denen folglich jeweils geringere und zueinander gleichmäßige Kräfte wirken. Besonders vorteilhaft sind die axialen Anschläge dabei an axial entgegengesetzten Seiten, insbesondere an einer dem Gelenkgehäuse zugewandten Seite und an einer dem Lenkgetriebe zugewandten Seite des metallischen Einsatzes ausgebildet. Eine derartige Gestaltung entspricht der wie zuvor bereits beschriebenen Symmetrie, bezogen auf die Radialebene der

Dämpfungseinrichtung.

Zweckmäßigerweise sind die axialen Anschläge, die am metallischen Einsatz ausgebildet sind, gegenüber der axialen Anlagefläche des Dämpfungselements, in dessen unverformtem Zustand zurückversetzt. Hierdurch wird bewirkt, dass bei Erreichen des Lenkanschlags zunächst gezielt eine Verformung des elastischen Dämpfungselements stattfindet, wodurch sich die Bewegungsenergie zumeist vollständig absorbieren lässt. Überschreitet diese Energie jedoch die vom

Dämpfungselement absorbierbare Energie, so sorgen die axialen Anschläge des metallischen Einsatzes für eine exakte Endbegrenzung des Lenkungshubs.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die vorgesehenen Aussparungen eine Aufweitung aufweisen, um zu gewährleisten, dass die axialen Anschläge auch bei einer Materialverschiebung im komprimierten Zustand der Dämpfungseinrichtung in unmittelbaren Kontakt mit Anschlagsflächen an Gelenkgehäuse bzw. Lenkgetriebe gelangen. Wie bereits zuvor erwähnt, ist im Dämpfungselement vorteilhaft wenigstens eine Aussparung vorgesehen, um ein Funktionselement des metallischen Einsatzes freizugeben. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann eine solche

Aussparung auch dazu dienen, eine radial nach innen weisende, am metallischen Einsatz ausgebildete Lasche freizugeben. Eine solche Lasche kann insbesondere dazu dienen, die Dämpfungseinrichtung im Sinne einer Verliersicherung gegenüber der Zahnstange zu sichern.

Vorteilhaft sind demnach am metallischen Einsatz mehrere, vorzugsweise drei radial nach innen weisende Laschen ausgebildet, die von der Mittelachse des

Axialkugelgelenks jeweils weiter beabstandet sind als ein am Gelenkgehäuse ausgebildeter Absatz, jedoch weniger weit beabstandet sind als ein Außenumfang der Zahnstange. Durch diese Abmessungen ist zunächst gewährleistet, dass zwischen metallischem Einsatz und dem Absatz des Gelenkgehäuses ein Freiraum besteht, so dass zwischen diesen ein axiales Spiel möglich ist. Weiterhin wird damit im Sinne einer Verliersicherung wirksam verhindert, dass die Dämpfungseinrichtung in axialer Richtung über eine am Gelenkgehäuse zu befestigende Zahnstange des Lenkgetriebes rutschen kann. Vorteilhaft sind die Laschen über den Umfang gleich voneinander beabstandet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Daraus ergeben sich auch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Wirkungen der

Erfindung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung von Spurstange und Lenkgetriebe in Seitenansicht,

Fig. 2 ein Axialkugelgelenk im Anschlagszustand am Gehäuse des

Lenkgetriebes,

Fig. 3 eine Dämpfungseinrichtung eines erfindungsgemäßen

Axialkugelgelenks in perspektivischer teilweise geschnittener Ansicht. Figur 1 zeigt in Seitenansicht eine Spurstange 6, die ein Axialkugelgelenk 1 aufweist und über dieses mit einem Lenkgetriebe 7 mechanisch verbunden ist. Durch das Lenkgetriebe 7 verursachte Stellbewegungen bewirken eine Verschiebung des Axialkugelgelenks 1 , in der durch den Doppelpfeil angedeuteten Richtung. Das Axialkugelgelenk 1 umfasst ein einseitig offenes Gelenkgehäuse 2, das eine (nicht dargestellte) Gelenkkugel aufnimmt. Die Gelenkkugel ist an einem Gelenkzapfen 5 befestigt, der somit kugelschwenkbeweglich gegenüber dem Gelenkgehäuse 2 gelagert ist. Auf der dem Lenkgetriebe 7 zugewandten Seite des Gelenkgehäuses 2 ist eine Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet. Die Dämpfungseinrichtung 10, auch als Anschlagdämpfer bezeichnet, ist auf den Axialtopf des Axialkugelgelenks 1 montiert. Im dargestellten montierten Zustand befindet sich die

Dämpfungseinrichtung 10 an einer Schnittstelle zum Lenkgetriebe 7, zwischen Gelenkgehäuse 2 und Zahnstange 20.

Abhängig vom jeweiligen Lenkungseinschlag (links und rechts) bewegt sich die Zahnstange 20 einschließlich des damit verbundenen Axialkugelgelenks 1 in

Richtung des Doppelpfeils hin und her. Eine wesentliche Funktion der

Dämpfungseinrichtung 10 besteht darin, das Lenkgetriebe 7 vor mechanischer Beschädigung zu schützen, die dadurch entstehen kann, dass bei aufgebocktem Fahrzeug die Räder gegen den Lenkanschlag gestoßen werden. Die dabei auftretenden Kräfte, welche auf das Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 7 wirken, werden durch die Dämpfungseinrichtung 10 auf ein unschädliches Niveau reduziert. Der Aufbau und die Anordnung der Dämpfungseinrichtung 10 am Axialkugelgelenk 1 sei dazu nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das Gelenkgehäuse 2 des bereits in Figur 1 gezeigten Axialkugelgelenks 1 , wobei aus Darstellungsgründen der Gelenkzapfen 5 nicht gezeigt ist, dafür ist die Position einer dem Gelenkzapfen 5 zugeordneten Gelenkkugel 4 angedeutet. Bei dem Gelenkgehäuse 2 handelt es sich um ein einseitig offenes Bauteil, das sich zur Aufnahme der dem Gelenkzapfen

zugeordneten Gelenkkugel 4 eignet. Auf einer der Gehäuseöffnung abgewandten Seite des Gelenkgehäuses 2 ist ein Gehäusezapfen 3 angeordnet, der in Richtung einer Mittelachse 9 des Axialkugelgelenks 1 vom Gelenkgehäuse 2 abragt. Das Gelenkgehäuse 2 weist auf der dem Gehäusezapfen 3 zugewandten Seite einen Absatz 18 auf. Eine nachfolgend noch näher zu erläuternde Dämpfungseinrichtung 10 ist in diesen Absatz 18 eingesetzt. Die Dämpfungseinrichtung 10 ist dabei durch einen Presssitz auf dem Absatz 18 des Gelenkgehäuses 2 fixiert. Der Presssitz wird erzeugt durch eine Pressung zwischen dem Material eines Kunststoffrings 1 1 und dem Außenumfang des Absatzes 18.

Gemäß dem in Figur 2 dargestellten Zustand befindet sich das Gelenkgehäuse 2 in einer Anschlagsposition gegenüber dem Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 7. D. h., bezogen auf die Darstellung gemäß Figur 1 , dass das Gelenkgehäuse 2 so weit nach rechts verfahren wurde, dass die am Gelenkgehäuse 2 angeordnete

Dämpfungseinrichtung 10 in Kontakt mit dem Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 7 gerät. Aufgrund einer Kraftein Wirkung entlang der Mittelachse 9 in Richtung des

Lenkgetriebes 7 übt das Gelenkgehäuse 2 eine Kraft auf die Dämpfungseinrichtung 10 aus, die zu einer Verformung der Dämpfungseinrichtung 10 zwischen

Gelenkgehäuse 2 und Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 7 führt. Der Aufbau und die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung 10 seien nachfolgend anhand der Figur 3 näher erläutert.

Figur 3 zeigt in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung, eine Dämpfungseinrichtung 10, die an einem erfindungsgemäßen Axialkugelgelenk 1 , wie anhand der Figuren 1 und 2 bereits erläutert, zum Einsatz kommt. Es handelt sich bei der Dämpfungseinrichtung 10 um ein ringförmiges Bauteil, das aus einem

elastischen Dämpfungselement 1 1 aus Polyurethan sowie einem metallischen

Einsatz 12 besteht, wobei der metallische Einsatz 12 vom Material des elastischen Dämpfungselements 1 1 umspritzt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine teilweise Umspritzung, wobei der metallische Einsatz 12 weitestgehend vom Material des elastischen Dämpfungselements 1 1 umgeben ist.

Aufgrund der gezeigten Umspritzung sind das elastische Dämpfungselement 1 1 und der metallische Einsatz 12 formschlüssig miteinander verbunden. Die

Dämpfungseinrichtung 10 ist bezogen auf eine Radialebene im Wesentlichen symmetrisch gestaltet. Bezogen auf eine mittige Radialebene der

Dämpfungseinrichtung 10 erstreckt sich das Material des Dämpfungselements 1 1 und des metallischen Einsatzes 12 gleichmäßig in beide axiale Richtungen.

Der metallische Einsatz 12 ist vom Material des elastischen Dämpfungselements 1 1 fast vollständig umschlossen. Die Umspritzung ist lediglich unterbrochen durch Aussparungen 16, 17, die dazu vorgesehen sind, Funktionselemente 13, 14, 15 des metallischen Einsatzes 12 freizugeben.

An dem metallischen Einsatz 12 sind an der bezogen auf die Darstellung gemäß Figur 3 nach oben gerichteten Seite drei axiale Anschläge 13 ausgebildet, die zueinander um 120 Grad über den Umfang versetzt sind. Es handelt sich bei den axialen Anschlägen 13 um Vorsprünge, die durch das Material des metallischen Einsatzes 12 geprägt sind. In entgegengesetzter Richtung, d. h. zur in der Zeichnung nach unten weisenden Seite sind ebenfalls drei über den Umfang gleich voneinander beabstandete axiale Anschläge 14 ausgebildet, die zueinander um 120 Grad über den Umfang versetzt sind. Entsprechend sind auf jeder Seite des

Dämpfungselements 1 1 drei, insgesamt also sechs Aussparungen 16 ausgebildet, die jeweils einen damit korrespondierenden Anschlag 13, 14 freigeben.

Bezogen auf den Einbauzustand gemäß Figur 1 sind die Anschläge 13, 14 somit an axial entgegengesetzten Seiten, nämlich an einer dem Gelenkgehäuse 2

zugewandten Seite und einer dem Lenkgetriebe 7 zugewandten Seite des

metallischen Einsatzes 12 ausgebildet. Dabei liegen die axialen Anschläge 13, 14 gegenüber einer axialen Anlagefläche 19 des Dämpfungselements 1 1 in dessen unverfornntenn Zustand jeweils axial zurück. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass ein Kontakt zwischen Gelenkgehäuse 2 und Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 7 zunächst über die Anlageflächen 19 des Dämpfungselements 1 1 zustande kommt und erst bei einer vollständigen Komprimierung des elastischen Dämpfungselements 1 1 ein Endanschlag über die axialen Anschläge 13, 14 erreicht wird.

Die Aussparungen 16 weisen eine annähernd trichterförmige Aufweitung aus, um zu gewährleisten, dass die axialen Anschläge 13, 14 auch bei einer Materialverschiebung im komprimierten Zustand der Dämpfungseinrichtung 10 in unmittelbaren Kontakt mit Anschlagsflächen an Gelenkgehäuse 2 bzw. Lenkgetriebe 7 gelangen.

Neben den axialseitigen Aussparungen 16 sind im elastischen Dämpfungselement 1 1 weiterhin drei Aussparungen 17 vorgesehen, welche jeweils eine radial nach innen weisende, am metallischen Einsatz 12 ausgebildete Lasche 15 freigeben. Entsprechend sind am metallischen Einsatz 12 drei radial innen weisende Laschen 15 ausgebildet, die um 120 Grad zueinander versetzt angeordnet und damit gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

Die Laschen 15 sind von der Mittelachse 9 des Axialkugelgelenks 1 jeweils weiter beabstandet sind als ein am Gelenkgehäuse 2 ausgebildeter Absatz 18, jedoch weniger weit beabstandet sind als ein Außenumfang der Zahnstange 20. Durch diese Abmessungen, wonach die drei nach innen gestellten Laschen 15 einen größeren Innendurchmesser als der zugehörige Außendurchmesser des Gelenkgehäuses 2 im Bereich des Absatzes 18 aufweisen, ist zunächst gewährleistet, dass zwischen metallischem Einsatz 12 und dem Absatz 18 des Gelenkgehäuses 2 ein Freiraum besteht, welcher ein axiales Spiel zwischen diesen ermöglicht. Weiterhin wird durch die genannten Abmessungen wirksam verhindert, dass die Dämpfungseinrichtung 10 in axialer Richtung über eine am Gelenkgehäuse 2 zu befestigende Zahnstange 20 des Lenkgetriebes 7 rutschen kann. Die Laschen 15 dienen somit als

Verliersicherung, welche die Dämpfungseinrichtung 10 axial gegenüber der

Zahnstange 20 sichert.

Bezuqszeichen

Axialkugelgelenk

Gelenkgehäuse

Gehäusezapfen

Gelenkkugel

Gelenkzapfen

Spurstange

Lenkgetriebe

Gehäuse des Lenkgetriebes

Mittelachse

Dämpfer

Kunststoffring

Blechring

Nocken

Nocken

Lasche

Aussparung

Aussparung

Absatz

Anlagefläche

Zahnstange